[發(fā)明專利]一種智能機器人智慧行走控制系統(tǒng)及其方法

在審

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• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107544501A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 黃進財;廖建飛;林耀陽;陳炳初;黃文波;陳明芳;孔文鋒;劉燦銀;曾維麟;楊麗霞
• 申請（專利權）人: 廣東科學技術職業(yè)學院;禾芯智能科技（珠海）有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司44205
• 代理人: 俞梁清

技術領域

本發(fā)明涉及人工智能領域，特別是一種智能機器人智慧行走控制系統(tǒng)及其方法。

背景技術

目前，智慧行走控制系統(tǒng)及其方法主要涉及到地圖構建、定位、避障、智能語音識別、圖像識別及處理、路徑規(guī)劃和運動控制等人工智能技術領域，是智能機器人的一項核心技術，也是關鍵技術之一。智能機器人越來越普及，大多數(shù)的智能機器人是通過傳感器進行避障、磁性導航、慣性導航、聲音導航和神經網(wǎng)絡導航等技術實現(xiàn)的，都不能根據(jù)實際環(huán)境自主規(guī)劃路徑，導致智能機器人行走的重復區(qū)域性大、成本高、效率較低。因此智能機器人的自主導航存在三個問題，一是智能機器人的定位問題，二是目標識別與跟蹤問題，三是路徑規(guī)劃問題。

發(fā)明內容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種智能機器人控制系統(tǒng)及其方法，能夠實現(xiàn)智能機器人的目標識別與跟蹤、定位和路徑規(guī)劃。

本發(fā)明解決其問題所采用的技術方案是：

一種智能機器人智慧行走控制系統(tǒng)，其特征在于：包括主控系統(tǒng)、用于攝取周圍環(huán)境圖像信息的攝像裝置、用于精確測量障礙物的激光雷達裝置、用于檢測智能機器人位姿的電子羅盤、數(shù)據(jù)通訊裝置和電機控制裝置、主程序模塊、導航模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、用于創(chuàng)建地圖信息的地圖創(chuàng)建模塊、用于確定機器人位姿的定位模塊、用于實時采集周圍環(huán)境信息的環(huán)境感知模塊和用于控制機器人運動的行為決策模塊；所述主控系統(tǒng)分別與攝像裝置、激光雷達裝置、電子羅盤、數(shù)據(jù)通訊裝置和電機控制裝置連接，所述主程序模塊分別與導航模塊、數(shù)據(jù)通訊模塊、環(huán)境感知模塊和行為決策模塊連接，所述導航模塊還分別連接至地圖創(chuàng)建模塊和定位模塊。能夠實現(xiàn)地圖構建、自主定位、路徑規(guī)劃、動態(tài)避障和運動控制等功能。

進一步地，所述激光雷達裝置包括用于發(fā)射探測信號的發(fā)射裝置和用于接收探測反射信號的接收裝置，所述發(fā)射裝置和接收裝置分別連接至主控系統(tǒng)。所述主控系統(tǒng)會根據(jù)發(fā)射的探測信號和接收的探測反射信號進行比較，能夠精確獲取到障礙物的相關信息，如障礙物的方位、距離、高度和形狀等信息，并創(chuàng)建度量地圖。

進一步地，所述數(shù)據(jù)通訊裝置包括無線通訊裝置，所述無線通訊裝置連接至主控系統(tǒng)。無線通訊裝置能夠通過無線方式，采集到外界的通訊控制信號，并發(fā)送至主控系統(tǒng)，所述主控系統(tǒng)能夠根據(jù)接收到的通訊控制信號來控制智能機器人的自主導航行駛。

進一步地，所述數(shù)據(jù)通訊裝置包括有線通訊裝置，所述有線通訊裝置連接至主控系統(tǒng)。有線通訊裝置能夠通過有線方式，采集到外界的通訊控制信號，并發(fā)送至主控系統(tǒng)，所述主控系統(tǒng)能夠根據(jù)接收到的通訊控制信號來控制智能機器人的自主導航行駛。

進一步地，所述電機控制裝置包括電機和用于驅動電機的電機驅動電路，所述電機驅動電路的輸出端連接至電機，所述電機驅動電路的輸入端連接至主控系統(tǒng)。所述主控系統(tǒng)會輸出電機控制信號至電機控制裝置中的電機驅動電路，所述電機驅動電路會根據(jù)接收到的電機控制信號響應輸出電機驅動信號至電機，促使電機轉動動作，所述電機轉動進而實現(xiàn)智能機器人的行駛功能。

進一步地，還包括用于測量行程的里程計，所述里程計連接至主控系統(tǒng)。在行駛過程中，所述里程計會采集到智能機器人的行程信息，并發(fā)送存儲至主控系統(tǒng)。

進一步地，所述數(shù)據(jù)通訊模塊包括無線通訊模塊，所述無線通訊模塊和主程序模塊相連接。所述無線通訊模塊能夠通過無線方式進行數(shù)據(jù)通訊，包括人機之間的信息交互以及智能機器人之間的通訊。

進一步地，所述數(shù)據(jù)通訊模塊包括有線通訊模塊，所述有線通訊模塊和主程序模塊相連接。所述有線通訊模塊能夠通過有線方式進行數(shù)據(jù)通訊，包括人機之間的信息交互以及智能機器人之間的通訊。

一種應用上述智能機器人智慧行走控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：獲取地理環(huán)境信息；

S2：創(chuàng)建拓撲地圖和度量地圖；

S3：根據(jù)周圍環(huán)境信息和創(chuàng)建的地圖進行智能機器人的全局定位，獲取智能機器人的全局位姿；

S4：根據(jù)創(chuàng)建的先驗環(huán)境地圖、全局位姿和目標信息進行全局規(guī)劃；

S5：根據(jù)創(chuàng)建的局部環(huán)境地圖和全局位姿進行局部規(guī)劃和動態(tài)避障規(guī)劃；

S6：根據(jù)規(guī)劃信息對智能機器人的行為進行決策；

S7：根據(jù)行為決策信息進行位置移動。